1 Andrew File System (AFS) - historia 2 Przegl ˛ad AFS 3 Segmenty

1
Andrew File System (AFS) - historia
System AFS opracowano w roku 1985 na Carnegie Mellon University. Głównym założeniem systemu AFS
było umożliwienie współdzielenia informacji na wielka˛ skal˛e (wówczas kilka tysi˛ecy stacji roboczych,
obsługujacych
˛
sieć uniwersytecka)
˛ w systemach unixowych.
2 Przeglad
˛ AFS
• AFS jest rozproszonym systemem plików.
• Jest dost˛epny na wiele platform sprz˛etowych/systemowych: UNIX, Mach, Dec, HP, IBM
• AFS wykorzystuje model klient/serwer. Komputery dziela˛ si˛e na dwie klasy: stacje robocze użytkowników (ang. client machines) oraz serwery plikowe (ang. file server machines).
• AFS znajduje zastosowanie w sieciach rozległych.
• W nowszych wersjach pomi˛edzy klientem a serwerem przesyłane sa˛ 64 KB porcje danych.
• Użytkownik na swojej stacji roboczej przechowuje lokalne pliki oraz pliki dzielone.
• Pliki lokalne sa˛ obsługiwane w sposób standardowy, nie sa˛ udost˛epniane innym (poza siecia˛ lokalna)
˛
• Pliki dzielone przechowywane sa˛ w pami˛eci podr˛ecznej innych użytkowników oraz na serwerach
plikowych. AFS zapewnia zwielokrotnianie plików (wiele kopii tego samego pliku).
• Pami˛eć podr˛eczna jest realizowana jako dyskowa pami˛eć podr˛eczna z opóźnionym pisaniem (ang.
delayed-write)
• AFS charakteryzuje duża skalowalność. Liczba klientów korzystajacych
˛
jednocześnie z pliku, może
być bardzo duża, ze wzgl˛edu na zwielokrotnienie plików.
• AFS zapewnia przezroczystość i niezależność położenia.
• Serwery plików sa˛ stanowe.
• Procesy obsługi klienta działaja˛ na poziomie użytkownika.
• Procesy obsługi serwera plikowego działaja˛ na poziomie użytkownika lub jadra
˛
(w zależności od
wersji)
• Grupy komputerów sa˛ łaczone
˛
w segmenty/komórki (ang. cells), co dodatkowo rozładowuje napi˛ecie
w sieci.
• Pliki można łaczyć
˛
w woluminy.
3
Segmenty (ang. cells)
Segmentem nazywamy grup˛e stacji roboczych i serwerów. Łaczenie
˛
stacji i serwerów ma na celu zwi˛ekszenie wydajności pracy systemu. Komunikacja mi˛edzy stacja˛ robocza˛ a serwerem z jednego segmentu
jest z reguły o wiele szybsza niż dost˛ep do serwerów spoza segmentu. Stad
˛ zadaniem serwera w segmencie jest przechowywanie plików dzielonych użytkowników, tak aby ograniczyć do minimum czas dost˛epu
do nich. Cz˛esto segmenty tworzy si˛e z maszyn położonych blisko geograficznie lub "instytucjonalnie".
Istnieje możliwość ograniczenia dost˛epu do zasobów maszynom spoza segmentu.
1
4
Woluminy (ang. volumes)
Wolumin to zbiór powiazanych
˛
ze soba˛ plików trzymanych razem na jednej partycji serwera plikowego.
Woluminy różnia˛ si˛e znacznie rozmiarami, lecz nie przekraczaja˛ rozmiaru partycji serwera. Woluminy
poprawiaja˛ wydajność i ułatwiaja˛ administracj˛e systemem AFS. Ich główne zalety to:
• Niewielkie rozmiary sprawiaja,˛ że bez problemu można je przemieszczać mi˛edzy partycjami lub
serwerami.
• Każdy wolumin odpowiada logicznie katalogowi w drzewie katalogów i jest cały trzymany na jednej
partycji.
• Woluminy ułatwiaja˛ realizacj˛e przezroczystego dost˛epu do plików w AFSie(ang. transparent file
access).
5
Serwery
Serwery sa˛ odpowiedzialne za m.in. przechowywanie, uaktualnianie, dostarczanie i pobieranie plików
oraz zapewnienie bezpieczeństwa. W systemie AFS serwery uruchamiaja˛ pewna˛ liczb˛e procesów odpowiedzialnych za różne inne usługi. Cz˛eść z nich jest rzadko wykorzystywana lub wykorzystywana tylko
na pojedynczych serwerach. Poniżej znajduje si˛e cz˛eść procesów serwerowych (ang. server process) wraz
z krótkimi opisami:
• File Server - najważniejszy z serwerów. Odpowiedzialny za operacje na plikach i ich udost˛epnianie.
• Authentication Server - zapewnia bezpieczeństwo ruchu w sieci. Odpowiedzialny za autoryzacj˛e
użytkowników.
• Protection Server - pomaga użytkownikom kontrolować dost˛ep do ich zasobów. Umożliwia ograniczenie lub nadanie praw dost˛epu do lokalnych zasobów innym użytkownikom (poprzed tworzenie
grup użytkowików)
• Volume Server - wykonuje wszystkie czynności zwiazane
˛
z woluminami. Ułatwia zarzadzanie
˛
i
przenoszenie woluminów na inne serwery.
• Volume Location Server - VL Server - zarzadza
˛
lokalizacja˛ woluminów. VL Server umożliwia
przezroczysty dost˛ep do plików.
• Update Server - aktualizacja oprogramowania.
• Backup Server - zarzadza
˛
baza˛ danych kopii zapasowych. Umożliwia odtworzenie danych.
6 Identyfikacja plików
• Oprogramowanie systemu AFS składa si˛e z oprogramowania klienta (Venus) i oprogramowania serwera (Vice) - dwóch procesów realizowanych w zależności od wersji na poziomie użytkownika lub
jadra.
˛
• Pliki i katalogi w dzielonej pami˛eci plików sa˛ identyfikowane przez jednoznaczne 96-bitowe identyfikatory plików (ang. file identifier). Klucz składa si˛e z trzech 32-bitowych cz˛eści. Odpowiednio:
numeru wolumenu, uchwytu pliku, licznika.
• Identyfikator pliku służy do komunikacji pomi˛edzy procesami Venus i Vice.
• Vice przyjmuje tylko identyfikatory plików.
• Venus zajmuje si˛e pełnym tłumaczeniem ścieżki po stronie klienta.
2
6.1
Kontrola wersji plików w pami˛eci podr˛ecznej
Proces Venus na życzenie otrzymuje od procesu serwera (Vice) żadany
˛
plik. Do takiego pliku dołaczana
˛
jest obietnica zawiadomienia (ang. callback promise) o zmianie pliku dokonanej przez innego klienta.
Proces Venus może swobodnie korzystać z pliku, dopóki jest on ważny. W chwili, gdy któryś z klientów
dokonuje zmiany, proces Vice rozsyła wszystkim zainteresowanym klientom zawiadomienie. Po otrzymaniu zawiadomienia proces Venus unieważania plik (ustawia flag˛e). Przy nast˛epnej próbie dost˛epu do tego
pliku w pami˛eci podr˛ecznej zostanie on zaktualizowany.
7
Porównanie systemu AFS i NFS
Pami˛eć podr˛eczna
Wydajnosc
Praktyczne zastosowania
Zwielokrotnianie plików
Przezroczystość położenia
Śledzenie lokacji plików
AFS
opóźniony zapis (delayed-write)
wi˛eksza
sieci lokalne i rozległe
tak
tak
automatyczne śledzenie
Serwer plików
Skalowalność
stanowy
bardzo duża
3
NFS
pisanie natychmiast (write-through)
mniejsza
sieci lokalne
nie
decyzja należy do klienta
punkty montowania zakładane przez administratora lub użytkownika
bezstanowy
ograniczona